ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2270819

КЕРАМИЧЕСКАЯ ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

КЕРАМИЧЕСКАЯ ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Имя изобретателя: Суслов Александр Александрович (RU); Турченко Алла Евгеньевна (RU); Шаров Александр Сергеевич 
Имя патентообладателя: ГОУ ВПО Воронежский государственный артитектурно-строительный университет (ГОУ ВПО ВГАСУ)
Адрес для переписки: 394006, г.Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ГОУВПО ВГАСУ, Патентно-информационный отдел
Дата начала действия патента: 2004.07.20 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может найти применение при производстве лицевых керамических кирпичей и камней, а также черепицы и других изделий от светло-кремового до кремового цветов из светложгущихся глин. Состав шихты, включающий глинистый компонент и добавку, содержит в качестве глинистого компонента - каолинито-гидрослюдистую глину, а в качестве добавки - метилсиликонат натрия следующей структурной формулы:

где n=11. Дополнительно шихта содержит стеклобой и мел и характеризуется следующим составом, мас.%: каолинито-гидрослюдистая глина - 76-81; метилсиликонат натрия - 0,1-0,2; стеклобой - 14,8-19,9; мел - 2-4. Достигается повышение прочности, морозостойкости и соответственно качества готовых изделий.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве лицевых керамических кирпичей и камней, а также черепицы и других изделий от светло-кремового до кремового цветов из светложгущихся глин.

Известна керамическая масса для изготовления строительных изделий (А.С. №1606495, кл. С 04 В 33/00), включающая, мас.%: легкоплавкую глину - 29,5...94,0; известняк - 2,5...35,0; кварцевый песок - 2,5...35,0; хлорид натрия - 0,5...1,0. Однако данный состав характеризуется недостаточно высокой морозостойкостью до 25 циклов и возможностью образования высолов на лицевой поверхности кирпича в процессе эксплуатации вследствие содержания в составе массы - хлорида натрия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому качеству готовых изделий является сырьевая смесь для производства стеновой керамики (А.С. №1511242, кл. С 04 В 33/00), включающая следующие сырьевые материалы, мас.%: в качестве глинистого компонента: легкоплавкую пылеватую глину - 79,4...86,8 и каолинито-монтмориллонитовую глину с содержанием глинистой фракции более 40% - 5...10; добавку ПАВ - продукт поликонденсации нафталин-сульфокислоты и формальдегида - 0,2...0,6 и опилки - 8...10, принятая за прототип. При этом прочность на сжатие данной сырьевой смеси составляет 28,3 МПа после обжига при t=920°С, а морозостойкость составляет 65 циклов, что не обеспечивает получение лицевого керамического кирпича повышенной марки и, кроме того, отличается сложностью шихтового состава (легкоплавкая пылеватая глина + каолинито-монтмориллонитовая глина с содержанием глинистой фракции - более 40%), что значительно усложняет технологический процесс изготовления керамического кирпича.

Цель изобретения - повышение прочности, морозостойкости и соответственно качества готовых изделий.

Достигается это тем что, новый состав, включающий глинистый компонент и добавку, содержит в качестве глинистого компонента - каолинито-гидрослюдистую глину, а в качестве добавки - метилсиликонат натрия. Дополнительно шихта содержит стеклобой (щелочесодержащий плавень) и мел (щелочноземельный компонент).

Предлагаемая шихта характеризуется следующем составом, мас.%: 

каолинито-гидрослюдистая глина 76...81
метилсиликонат натрия 0,1...0,2
строительный стеклобой 14,8...19,9
мел 2...4

Использование каолинито-гидрослюдистой глины в смеси со стеклобоем, мелом и добавкой метилсиликоната натрия позволяет повысить не только прочностные свойства, морозостойкость изделий и упростить шихтовой состав, но и тем более повысить качество готовых изделий.

Характеристика исходных сырьевых материалов:

1. Каолинито-гидрослюдистая глина характеризуется:

- химическим составом, мас.%: SiO2 - 59,20; Al 2О3 - 22,70; Fe2O3 - 1,45; CaO - 0,85; MgO - 0,41; TiO2 - 1,40; К2 О - 0,58; Na2O - 0,19; п.п.п - 10,41;

- гранулометрическим составом, мас.%: глинистая фракция (менее 0,005 мм) - 49,94; пылеватая фракция (0,005-0,05) - 36,76 и песчаная фракция (более 0,05) - 13,30.

2. Мел содержит, мас.%: СаСО3 - 92,3 и п.п.п. - 41,95.

3. Строительный стеклобой включает, мас.%: SiO2 - 70,39; Al2O3 - 2,74; Fe2O3 - 1,06; CaO - 5,89; MgO - 14,15; K2O - 0,86; TiO2 - 0,60; SO3 - 0,33; п.п.п. - 0,15.

4. Добавка - метилсиликонат натрия имеет следующую структурную формулу:

где n=11.

Добавка относится к олигомерным этиловым эфирам ортокремниевой кислоты и является анионоактивным веществом.

Добавка - метилсиликонат натрия - выполняет одновременно роль пластификатора и диспергатора глинистых частиц. Благодаря своему строению и размерам цепочек молекул (плоские короткие цепочки с поперечным размером порядка 30×5×2 А°) данная добавка обладает наибольшей проникающей и стабилизирующей способностью по сравнению с добавками ПАВ-продуктом поликонденсации нафталин-сульфокислоты и формальдегида и тем более с техническим лигнином.

Максимальный диспергирующий эффект наблюдается при введении данной добавки - силиконата натрия в каолинито-гидрослюдистые глины, а минимальный - в монтмориллонито-гидрослюдистые глины.

Пример

Для изготовления образцов использовалась каолинито-гидрослюдистая глина, а в качестве добавочных компонентов - мел, стеклобой и водный раствор метилсиликоната натрия.

Приготовление керамической шихты осуществлялось совместным мокрым помолом всех сырьевых компонентов в фарфоровых шаровых мельницах. Из полученного шликера влажностью 50% изготавливался пресс-порошок в башенной распылительной сушилке. Из пресс-порошка с влажностью 5...6% формовались образцы цилиндры диаметром и высотой 5 см путем прессования под давлением 20...25 МПа на гидравлическом прессе. Затем образцы высушивались и подвергались обжигу в муфельной печи с выдержкой при максимальной температуре 950°С, в течение 1 часа.

Изобретение иллюстрируется конкретными составами керамических шихт, приведенными в таблице 1, и свойствами полученных изделий, представленными в таблице 2.

Таблица 1

Примеры составов керамических шихт
Компоненты шихты, условия обжига Содержание компонентов, мас.%
1 2 3 4 5
Глина каолинито-гидрослюдистая 83,9 76 78 81 84
Метилсиликонат натрия 0,05 0,1 0,2 0,2 0,3
Стеклобой 10,05 19,9 19,8 14,8 9,7
Мел 6 4 2 4 6
Температура обжига, °С 950 950 950 950 950
Таблица 2

Физико-механические свойства обожженных изделий
Физико-механические свойства № шихты Известный (А.С. №1511242 прототип)
1 2 3 4 5
Предел прочности при сжатии, МПа 28 31,5 35,8 33,2 29 27...28,3
Усадка, % 2...3 0,5...1 0,5...1,5 0,5...1 2...3 -
Водопоглощение, % 6-7 5-6 5-6 5-6 6-7 -
Цвет черепка светло-кремовый кремовый светло-кремовый -
Морозостойкость, циклов 75 85 90 85 80 58...65

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Керамическая шихта для изготовления строительных изделий, включающая глинистый компонент и добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и морозостойкости, содержит в качестве глинистого компонента каолинито-гидрослюдистую глину, а в качестве добавки - метилсиликонат натрия следующей структурной формулы:

где n=11,

дополнительно шихта содержит стеклобой и мел и характеризуется следующим составом, мас.%:

Каолинито-гидрослюдистая глина 76...81
Метилсиликонат натрия 0,1...0,2
Стеклобой 14,8...19,9
Мел 2...4

Версия для печати
Дата публикации 27.04.2007гг


вверх